鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿作用和前景分析

李子颖，秦明宽，蔡煜琦，方锡珩，郭庆银，易超，夏毓亮，孙晔，张字龙，贾立城

（1.核工业北京地质研究院，北京 100029；2.中国铀业有限公司，北京 100013）

鄂尔多斯盆地为我国大型油气、煤炭和铀多种能源矿产产出盆地。经数十年尤其是新世纪以来铀成矿理论创新、技术攻关、成矿预测和找矿突破［1-7］，在盆地内已探明超大型矿床1个（大营矿床）、特大型铀矿床2个（皂火壕、纳岭沟矿床）、大型铀矿床2个（巴音青格力、双龙矿床）、中型矿床3个（国家湾、金家渠、罕台庙矿床）、小型矿床2个（店头、磁窑堡矿床）以及发现一大批铀异常点（带）。文章从全盆尺度论述了砂岩型铀矿的时空分布特征和成矿机理，总结铀成矿规律，并对铀资源量进行了预测评价，不仅对鄂尔多斯盆地找矿实际具有重要的指导作用，同时对中国北方砂岩型铀矿理论创新和找矿突破具有良好的借鉴意义。

1 盆地地质构造基本特征

鄂尔多斯盆地地处多种构造体系的复合叠加或过渡部位，是中新生代在华北陆块西缘多旋回发育的大型叠合盆地［6］，共经历9个阶段的构造演化过程。其中，华北古陆固结形成（Ar1-2）—华北古陆扩大增生（Ar3-Pt）二阶段形成了鄂尔多斯盆地的结晶基底，该结晶基底具成熟度高、铀含量较丰富等特征；华北大型陆表海（Z-O2）—区域整体隆升剥蚀（O3-C1）—华北滨浅海盆地（C2-P1）—大华北内陆盆地（T1-2）4 阶段形成了鄂尔多斯盆地的盖层基底，该套基底造就了鄂尔多斯盆地发育大型缓倾斜坡带的构造特征；大鄂尔多斯陆内盆地（T3-J2）阶段是砂岩铀矿主要含矿层发育期，造就了鄂尔多斯盆地良好的含矿层位；鄂尔多斯陆相沉积盆地（J3-K2）—盆地抬升、盆缘断陷、盆地解体（E-Q）二阶段在干旱古气候的匹配下控制了盆地砂岩型铀矿的形成及其油气渗出还原作用、热改造的发生，是主要的成矿、保矿、改造或毁矿阶段。

鄂尔多斯盆地已知铀矿化、异常的分布具有多层位（表1）、多类型和多盆段发育的地质特征（图1）。铀成矿类型主要有叠合复成因型、层间氧化带型和沉积成岩型等。

鄂尔多斯盆地同时也产有丰富的石油、天然气和煤矿产。石油主要分布在盆地的南部，天然气主要分布在盆地的北部，煤则主要分布在盆地的周边［7-8］（图1）。石油储层主要是三叠系和侏罗系，煤主要产在石炭系、二叠系和侏罗系，铀主要产在中侏罗统和下白垩统（表1）。

2 砂岩型铀矿时空分布特征

图1 鄂尔多斯盆地能源矿产分布简图Fig.1 Distribution of energy resources like oil，gas and uranium in Ordos Basin

鄂尔多斯盆地铀矿化在空间上主要围绕盆地边缘分布，且主要集中在东北伊盟隆起区，已发展成为十万吨计的砂岩型铀矿带。

区域上，鄂尔多斯盆地可划分出6 大铀矿化、异常相对集中区，即东北部东胜-大营-杭锦旗铀矿化集中区，西北部毛盖图-红井铀矿化区、西缘磁窑堡-惠安堡铀矿化区，南缘的国家湾-泾川铀矿化区、金锁-彬县铀矿化区和白水-黄龙铀矿化区。

1）东胜-大营-杭锦旗铀矿化集中区：分布于鄂尔多斯盆地东北部（图1），呈北西-南东向展布，矿带长100 多千米，已探明孙家梁、沙沙圪台、皂火壕、纳岭沟、大营、巴音青格力等大型、特大型、超大型砂岩铀矿床，并有矿点数十个和大量异常点分布，主要产出层位为中侏罗统直罗组、部分为延安组。

2）磁窑堡-惠安堡铀矿化区：砂岩型铀矿化位于鄂尔多斯盆地西缘，宁夏东部与陕西交界处（图1），呈近南北向展布，有磁窑堡中小型铀矿床，地表还产有铀矿化点和代表性异常点20 多个，主要产出层位为中侏罗统直罗组和延安组［9-10］。

3）国家湾-泾川铀矿化区：主要分布于盆地的西南缘（图1），呈北西-南东向展布，已探明国家湾中小型铀矿床，十余个铀矿化点。矿化层位为下白垩统六盘山群的马东山组和李洼峡组［11］。

4）金锁-彬县铀矿化区：主要分布在盆地的东南缘（图1），呈北东-南西向展布，区内发现铀矿点5 处，矿化点16 处及大量异常点带。铀矿化层位主要是中侏罗统直罗组，其次为延安组。矿化主要产于直罗组下部七里镇砂岩中。

5）白水-黄龙铀矿化区：呈北西西-南东东向展布（图1），已探明双龙大型矿床，发现铀矿点1 个、矿化点5 个和众多异常点带。矿化主要赋存于中侏罗统直罗组中，部分产于下三叠统刘家沟组、和尚沟组及中三叠统纸坊组砂岩中。

6）毛盖图-红井铀矿化区：位于盆地西北部，伊克昭盟隆起带西部及西缘冲断构造带、天环坳陷带的北端。主要含矿层位为华池-环河组，已发现有两个铀矿点和多个油田中的铀异常孔。

综上所述，鄂尔多斯盆地铀矿化分布广泛，环绕盆地产出，矿化层位多，从下三叠统、上三叠统、中侏罗统、下白垩统均有铀矿或铀矿化显示，且铀矿化在各层位中的分布不均匀，主要产于中侏罗统直罗组，其次为下白垩统志丹群。

根据对主要铀矿床、矿点的同位素年代学研究数据，鄂尔多斯盆地铀成矿时代具有十分明显的多期多阶段性，也反映出构造演化和改造的复杂性。从全盆尺度看，已获取的铀矿化时代主要有［12-15］：1）185～175 Ma，属中侏罗世；2）124～119 Ma，属早白垩世中晚期；3）84～74 Ma，属晚白垩世中晚期；4）51 Ma，属古近纪古新世；5）20 Ma，属新近纪中新世早期；6）8 Ma，属新近纪中新世晚期。

3 盆地主要砂岩型铀矿成矿特征和成矿模式

3.1 盆地东北部砂岩型铀矿成矿特征和成矿模式

鄂尔多斯盆地东北部铀矿带呈北西-南东方向延伸达100 多千米，主要包括孙家梁、沙沙圪台、皂火壕、纳岭沟、大营和巴音青格力等铀矿床。该铀矿化带的一个显著特征是铀矿化受中侏罗统直罗组下段原生灰色砂岩与后生蚀变的灰绿色砂岩之间的过渡带控制［1，3］。与一般层间氧化带砂岩型铀矿不同，其显著特点是灰绿色砂岩的成因是古氧化作用后经油气二次还原作用形成，而灰绿色砂岩之绿色主要是由覆盖于砂岩颗粒表面的针叶状绿泥石引起［1］。鉴别铀成矿目标层灰绿色砂岩的成因、识别古氧化带对指导该类砂岩型铀矿的找矿发挥了重要的作用［1-3，16-17］。

该铀矿带东部矿体主要产于直罗组下亚段辫状河砂体中、西部矿体在上下亚段均有发育，矿化层中常含有钙质层或钙质砂岩。主矿体形态在平面上呈不规则状，在剖面上大致可以分为上下两部分：下部主矿体形态以板状为主，近似呈水平状连续产出，局部呈卷状，产状与赋矿砂体的上下地层产状稍有差别，主要赋存于中下部砂体中，矿体向尾部延伸逐渐变薄变长，与上下地层产状基本一致；上部矿体靠近赋矿砂体的顶部产出，形态以透镜状为主，矿体不连续，与下部矿体相比厚度明显变薄，延伸性也差。矿体由东至西、由北往南埋深越来越大，孙家梁地段矿体顶界埋深在67～183 m，底界埋深在74～185 m；大营地段直罗组下亚段矿体顶界埋深在593～736 m，底界埋深在600～741 m。

研究表明，该矿带含矿砂体较厚，但矿砂比（矿体厚度与赋矿砂体厚度的比值，即矿砂比）小，且具由东南向西北变小趋势。在孙家梁地段，矿砂比变化范围为0.05～0.50，平均值为0.18；在沙沙圪台地段，矿砂比变化范围为0.06～0.39，平均为0.13；在皂火壕地段，矿砂比变化范围为0.05～0.11，平均为0.08；纳岭沟地段矿砂比变化范围为0.01～0.17，平均值为0.06；大营地段下亚段矿砂比变化范围为0.02～0.18，平均值为0.07。

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿含矿主岩岩性主要为岩屑长石石英砂岩，砂岩碎屑成分比较杂，以石英为主，并含有许多长石和岩屑，云母也较多（5%～8%），还含有一些重砂矿物，如石榴石、锆石等［18］。岩石颜色有一定垂向变化和分布特征，中下部以灰色和浅灰色为主，上部或近地表多呈灰绿色，地表由于氧化作用较强，导致砂体呈现浅黄色、黄褐色。岩石结构较疏松，成岩程度较低。沉积韵律为正序列，沉积构造多见交错层理，可见云母碎片定向排列呈现的微层理，在沉积粒序底部，局部含较多泥砾。砂岩碎屑颗粒多呈现次棱角状和次圆状，粗细碎屑颗粒混杂，砂岩整体磨圆度和分选性均较差，岩石岩性主要为含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩和细砂岩，其中中砂岩是主要含矿岩性。砂岩中杂基含量一般＜10%，碳酸盐含量＜0.5%，以接触胶结为主，孔隙式胶结为辅。部分砂岩碳酸盐化强烈，碳酸盐含量可达10%～20%或更高，呈基底式胶结［19］。

鄂尔多斯盆地东北部铀矿床矿物成分与一般的砂岩型矿床的铀矿物不同，以铀石为主［19］，沥青铀矿含量较少。扫描电镜下观察铀石形态主要呈短柱状和晶簇状，沥青铀矿主要呈胶状。与铀矿物伴生的矿物主要有钾长石、黏土矿物、黄铁矿、金红石、方解石、钛铁矿［20-21］。表2 是孙家梁地段的富铀矿石铀配分研究的结果：铀石在矿石中所占的份额约为13.781%；铀的存在形式以吸咐态为主，主要赋存于杂基中，或氧化较强的钛铁矿中，该部分铀含量占矿石中铀总量的70%以上。据扫描电镜分析，蒙脱石含铀可达1.67%～4.57%，绿泥石含铀可达1.73%～2.61%［1，19］。此外，据电子探针分析，部分铀赋存于炭化植物碎屑中，其铀含量可高达10.13%～12.42%［19］。在有黄铁矿充填于有机质细脉或条带的裂隙中，可见铀石发育于黄铁矿边缘，而无黄铁矿充填的有机质细脉或条带，其铀矿物也不发育。铀矿化的主要伴生元素为S、Se、M、V 和Re。

表2 ZKA7-0 孔富矿石铀含量配分表［19］Table 2 Uranium partial distribution in different minerals of the uranium ore from drillhole ZKA7-0

东胜地区直罗组砂岩的蚀变类型较多，大体上可分为黏土化、碳酸盐化和金属矿化（包括铀矿化）3 类［22］。黏土蚀变包括水云母化、高岭石化、绿泥石化和蒙皂石化。碳酸盐化大体可分为4 期，第1 期为泥晶方解石的生成，方解石晶粒直径仅为几微米，这期方解石形成于成岩期；第2 期碳酸盐为亮晶方解石，方解石晶粒较粗，直径为0.5～2 mm或更大，这期碳酸盐化分布面积大，以矿化地段表现最强，是本区最强烈的一期碳酸盐化；第3 期碳酸盐化在显微镜下的特征，与第2 期碳酸盐化极为相似，它形成于油气还原作用之后，方解石强烈交代灰绿色砂岩的杂基和砂粒碎屑；第4 期碳酸盐化是区内最晚期的碳酸盐化，呈方解石细脉或微脉产出，其分布范围和强度都远不及上述3 期。金属矿化主要包括黄铁矿化、白铁矿化、硒铅矿、硒铁矿和硒钴镍铁矿化等。

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿形成具有非常复杂的成矿过程，经历了构造—改造的多期次“动-静”偶合、潜水氧化与层间氧化成矿作用的叠加、油气-热流体的复合改造等地质成矿作用［3，23-24］，提出了东胜砂岩型铀矿的“叠合成矿模式”（图2），即成矿铀源、流体和作用均具有多元叠合特征［3］。成矿作用主要包括以下阶段：

A 预富集阶段（约170 Ma）

中侏罗世直罗期为温暖湿润的古气候条件，辫状河砂体中沉积的还原性介质有利于铀的预富集，是铀成矿的物质基础，其中灰色砂体中原始铀含量为（6.94～105.01）×10-6，平均值为24.64×10-6，形成富铀地层［25］，为后期氧化还原成矿作用奠定了基础。

B 古潜水氧化作用阶段（约160～135 Ma）

图2 鄂尔多斯北部“叠合成矿模式”图［3］Fig.2 Metallogenic superposition model of sandstone-type uranium deposit in north Ordos Basin

古潜水氧化作用是铀成矿的次要成矿作用，也是铀成矿的初始成矿作用，主要发生在中侏罗世晚期至晚侏罗世。该时期在燕山运动的主导下，盆地整体抬升并局部发生掀斜运动，古气候由温暖湿润转变为干旱-半干旱，地表和地下含铀含氧水沿着直罗组沉积地层发生垂直下渗的潜水氧化作用，在氧化还原界面初步形成了铀矿化和富集体。

C 古层间氧化作用阶段（约125～56 Ma）

古层间氧化作用是铀成矿的主成矿作用，主要发生在早白垩世早期至古新世。该时期继续在燕山运动作用下，盆地进一步发生抬升，掀斜运动使盆地北部蚀源区及直罗组长期暴露地表，遭受长期的风化剥蚀，古气候为干旱-半干旱特征，含铀含氧水沿直罗组砂体顺层运移，在运移过程中将其中预富集或初始富集的铀不断淋滤浸出，铀随着含氧水不断向前运移和富集，在氧化还原界面形成“古层间氧化带砂岩型铀矿床”［3，24，26-27］。

D 油气还原加热改造作用

研究区油气的还原作用是多期次的。成矿富集带较多油气包体的存在表明在成矿作用时期，油气参与了成矿作用；在成矿作用后期直到现在，由于构造活动和抬升减压等作用伴随多期次的油气还原作用［3，28］，其中最重要的就是对含矿层的二次还原作用，导致古氧化带砂岩变为灰绿色砂岩，二次还原作用对早期形成的古铀矿具有保矿作用。在上述各种作用形成的铀矿床之后，大约在20～8 Ma时期发生了较强烈的热改造作用，形成了铀石、硒化物、硫化物和一些高温矿物，以及P、Se、Si、Ti、REE 等元素的叠加富集，使该铀矿床具有自己独特的特征［3，24，26-27］。

3.2 盆地西部宁东地区砂岩型铀矿化特征和成矿模式

目前，在宁东地区发现的铀矿化主要发育在侏罗系直罗组和延安组中，属于典型的层间氧化带型砂岩铀矿，铀矿化受氧化还原带控制，以卷状为主，层状和透镜状矿体较少。卷状矿体主要见于西缘褶断带苏家井-大水坑预测远景区内［2，10］，在直罗组下段和上段内均有发育。卷状矿体翼往往不对称，铀矿化的埋深在300～550 m。此外，在背斜的轴部，发现了产于延安组之中的铀矿化，埋深一般小于250 m，最大420 m，为尖灭再现的透镜状矿体。

直罗组铀矿化的规模较大，铀矿体厚0.20～22.30 m，品位为0.010 5%～0.132 8%；延安组铀矿体规模相对较小，厚度0.1～3.80 m，品位为0.011 8%～0.059 6%［10］。

直罗组和延安组的贫矿石中铀主要以吸附态存在，主要被有机质、黏土矿物等吸附；富矿石中可见铀矿物，主要为沥青铀矿，其次为铀石。矿石中U4＋的含量平均为39%，U6＋的含量与ΣU 的含量具有很好的正相关性。矿石中U6＋含量高，表明岩石中大部分的铀为吸附态，有利于铀的浸出开采。

宁东铀矿化发育于强烈构造活动区，属于先强烈构造变形后渗入氧化成矿的独特类型，控矿要素包括构造变形强度和抬升剥蚀程度、目标层岩性-岩相、层间氧化带及铀源条件等，属于构造活动砂岩带成矿模式（图3），从而突破了国际上认为构造活动带不能形成砂岩铀矿的传统认识。

图3 盆地西北缘宁东地区褶断带铀成矿模式图［10］Fig.3 Metallogenic model of fault-folding belt for sandstone-type uranium deposit in the northwestern Ordos Basin

1）目标层形成阶段：侏罗纪目标层砂体主要为中-粗粒长石石英砂岩，富含炭屑、黄铁矿等还原介质，初始铀含量较高，砂体连通性较好，空间展布稳定。

2）构造变形阶段：直罗组沉积之后，燕山运动（150～137 Ma）使盆地西缘发生强烈的构造变形，发育西陡东缓的背斜构造及逆冲断裂带，形成鄂尔多斯盆地西缘冲断带，受盆地刚性基底控制，变形强度由盆缘向盆内逐渐减弱至消失；成矿区位于盆山耦合过渡部位，构造作用中等偏强，以发育一系列紧闭褶皱为特色。96 Ma 时期，全区抬升，背斜的核部长期暴露地表遭受剥蚀，含矿层被剥露地表形成“天窗”构造，为成矿准备了构造条件。

3）改造成矿阶段：新生代，目标层遭受地下水的渗入改造，发生层间氧化作用并成矿，铀成矿年龄为59～52 Ma、21.9 Ma 和6.8～6.2 Ma，具有多期成矿的特征［10］；期间气候干旱，有利于层间氧化带的发育和成矿。

3.3 盆地西南缘国家湾砂岩型铀矿化特征和成矿模式

该类型铀矿化主要分布于盆地西南缘下白垩统罗汉洞组（六盘山群下部）和泾川组（六盘山群上部）内，包括国家湾矿床和武村铺、牛坡寺等铀矿点。

铀矿化主要产在河流相、河湖相厚度不等的砂体中，含矿主岩为灰色、灰绿色长石石英砂岩，含有较多星散状有机质和黄铁矿，局部有机质和黄铁矿组成灰色条带，砂岩呈疏松-松散状，以泥质胶结为主，具较好的渗透性；铀矿化产于层间氧化带前锋线部位，矿体形态呈卷状和板状，其中卷头矿体一般厚而富，而产于上、下翼的板状矿体相对较薄；矿体长一般为100～200 m，最长400 m，厚不超过2 m［29］；矿化埋深由于后期构造抬升的作用，最浅仅数十米，最深不超过400 m。铀的存在形式以铀矿物为主，主要为沥青铀矿，呈微细粒状赋存于铁的氧化物及黏土胶结物中，地表及氧化带中可见铜铀云母、钾钒铀矿、硅钙铀矿、水硫铀矿、水镁铀矿等次生铀矿物；少部分呈吸附态散布于黏土或黏土夹层间有机质中。伴生元素为Mo、V、Se、Co、Ni。

国家湾地区铀矿化主要分布于盆地西南缘，属于“典型层间氧化带型”铀矿化，与店头式铀矿化形成过程截然不同的是，盆地西南缘构造斜坡带自晚白垩世以来，长期一直处于持续抬升剥蚀状态，地下水动力系统未发生根本性变化，补-径-排格局基本上趋于一致，因而持续的地下水补给使层间氧化带逐步向盆内推进，即使层间氧化带局部可能受到了油气作用的干扰，但总体上层间氧化带的发育较为简单，氧化带分带十分明显，矿化主要呈卷状。其成矿模式见图4，成矿过程可分为3 个阶段。

1）沉积成岩预富集阶段（K1晚期—K2早期）：早白垩世沉积时期，主要来自盆地西南部元古宙、古生代富铀地层和关山富铀花岗的岩石碎屑，形成了以长石石英砂岩为代表的碎屑岩，为铀成矿奠定了物质基础。在随后的成岩期，砂岩层内发生脱水、固结、重结晶，同时铀元素发生再分配作用，即富铀碎屑中的铀元素被活化带出后，被含矿层中的有机质、炭化植物碎屑等吸附，促成铀的富集作用，再加上油气的不断渗入，使目标层还原容量进一步加强，为铀成矿创造条件。

2）层间氧化成矿阶段（K2）：晚白垩世，燕山运动作用下，矿区持续隆升，盆缘目标层掀斜剥蚀出露地表，富铀的含氧含铀水渗入目标层马家山组，层间氧化并形成本区的主要铀矿体。

3）叠加改造阶段（E—Q）：晚白垩世未期，伴随着构造运动的进一步加强，矿区地层经受了强烈变形，形成本区以李家河向斜为代表的褶皱构造，古近纪以来，因隆升剥蚀，形成如图4 所示的构造天窗，形成了固关和李家河向斜北东翼铀矿点，国家湾矿床经受了叠加改造。需要说明的是，此时因受银川断陷的阻隔，铀源条件大不如前，使得该时期形成的矿体不管是规模还是品位均有明显的降低。

图4 盆地西南缘国家湾地区铀成矿模式图［2］Fig.4 Guojiawan metallogenic model of sandstone-type uranium deposit in the sorthwestern Ordos Basin

3.4 盆地东南缘店头砂岩型铀矿化特征和成矿模式

主要分布于盆地东南缘店头-彬县盆段的中侏罗统直罗组下段辫状河道砂体内，包括店头矿床及焦坪、庙湾和炭店等一系列铀矿点。

铀矿化主要产在直罗组下段灰白色、浅灰色、灰绿色中粗、中细长石砂岩或长石石英砂岩内［30］，自北向南含矿主岩成岩度逐渐降低，渗透性逐渐变好；铀矿化主要呈层状、似层状或透镜状，与地层产状基本一致；铀矿体规模不大，一般长数百米，宽数十米至一、二百米，厚数十厘米，矿体埋藏不深，一般不超过300 m，仅梁、脊部位埋深达350～450 m。矿化连续性较差，品位变化较大。

铀矿石内铀矿物主要为沥青铀矿、铀石，呈细小颗粒状或微细条带状分布于有机质、黄铁矿和泥质胶结物中，少量以吸附状态存在。伴生元素为V、Se、Mo。

店头地区铀矿化属于“非典型层间氧化带型”铀矿化，产于中侏罗统直罗组下段辫状河道砂体内。早白垩世盆地下坳、埋藏不仅终止了早期层间渗入氧化作用（晚侏罗世），而且也引发了下伏三叠系和侏罗系生烃层有机质的成熟，随后油气渗入到目的层先前层间氧化带，导致氧化带内氧化砂体的还原容量又有所增加，使之重新具备了一定的聚铀能力。该类型铀矿化的形成主要经历了潜水氧化、层间氧化改造和油气还原叠加等过程，这种成因模式多半是鄂尔多斯盆地所固有的特征，明显不同于中亚地区典型层间氧化带砂岩型铀矿。依据本区铀成矿类型和成矿规律，建立了如图5 所示的成矿模式，经历了4 个主要成矿阶段［2，11］。

图5 盆地东南缘店头地区铀成矿模式图（据李子颖等，2007［2］修改）Fig.5 Diantou metallogenic model of sandstone-type uranium deposit in the sortheastern Ordos Basin

1）中侏罗世—早白垩世早期沉积成岩预富集阶段：直罗组沉积之后，经历了晚侏罗世抬升剥蚀，盆地再次下沉接受早白垩世沉积。此阶段，直罗组以埋深成岩为主，成岩压实作用使层间水排出，特别是灰色泥岩、粉砂岩中大量富氧含铀水挤压排出，向直罗组富含还原介质灰色砂层中渗透，铀及其伴生元素被有机质等还原吸附发生富集至形成板状铀矿化体。此外，晚侏罗世沉积间断期间，直罗组隆升剥蚀，局部地段有可能发育古潜水氧化成矿作用。

2）早白垩世晚期—晚白垩世氧化成矿阶段：早白垩世晚期志丹群沉积之后，由于渭北隆起带快速隆升，区内发生地层掀斜，含氧含铀地下水自盆地东南缘剥露区渗入，沿直罗组辫状河砂带向北西方向迁移氧化，在氧化带前锋线附近成矿，其成矿年龄为110～98 Ma［14，31］。该时期鄂尔多斯盆地基本结束了中生代大坳陷盆地的演化，盆地格局发生重大变化，全盆进入隆升剥蚀阶段，基本缺失了晚白垩世沉积，水文地质演化进行渗入演化阶段，为区域层间氧化带发育的最佳时机。在盆地南部渭北隆起带北侧斜坡区直罗组砂岩中形成层间氧化或潜水-层间氧化及铀矿化。灰绿色油气褪色蚀变中残留的紫红-褐黄色氧化斑块即为此次氧化成矿作用的有力佐证。

3）晚白垩世末—渐新世油气渗入作用阶段：晚白垩世末盆地达到生、排烃高峰，部分油、气及煤成气沿断裂或不整合面等通道上升后沿直罗组砂层迁移、逸散。同时，深部溶解有H2、H2S、NH3、CH4等还原性气体和烃类组分的低温热液流体沿贯通断裂上升进入含矿砂层。强烈的油气还原作用使早期发育的层间氧化带被还原，一方面为轻烃直接参与地球化学作用形成灰绿色褪色蚀变，并伴生叠加铀矿化；另一方面重烃渗漏在断裂、裂隙及渗透性相对较好的部位形成不均匀分布的油斑、油浸砂、沥青质。

始新世中期—渐新世晚期，鄂尔多斯地区处于拉张背景，盆地周边断陷相继雏成，削弱了盆地本部与周缘山区的地下水水动力联系，层间氧化带发育减缓，相反深部油气流体渗出活动明显增强，还原性流体渗出过程中与渗入的含氧含铀水遭遇并相互作用，在流体交锋面形成板状或不规则的铀矿化。产出4 价铀矿物如：铀石，反映出一种低温强还原的成矿环境，并对早期形成的铀矿体进行改造、叠加富集。全岩U-Pb 同位素测试表明，本区另一成矿年龄为（41.8±9.3）Ma 和（51.0±5.8）Ma。此过程还伴生黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿（店头铀矿床）低温热液蚀变矿物组合以及硒铅矿（一种非H2S 可能是碳氢化合物造成的强还原环境的产物）［14］。

4）中新世—今抬升剥蚀改造阶段：中新世晚期（8 Ma）以来，盆地西部六盘山地区强烈抬升，盆地东隆西坳的构造格局转变为西隆东坳［32］。同时，盆地周边断陷活动的进一步加强，河套断陷、汾渭地堑和六盘山-贺兰山断陷基本定型，盆地补-径-排体系被破坏，由渗入型转变为抬升、剥蚀渗出型盆地，油气渗出成矿、保矿作用占主导，早期形成的部分铀矿化由于过度抬升剥蚀而改造甚至破坏。保留在潜水面以上的矿化被表生改造发育次生铀矿物，铀镭平衡偏镭。

4 盆地铀成矿前景分析

对鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿潜力分盆段、分类型、分层位进行了预测和评价。其中，鄂尔多斯盆地东北部地区找矿类型为叠合复成因型，找矿层位主要为直罗组、延安组和下白垩统；盆地西缘地区找矿类型为构造活动带层间氧化带型，找矿层位为直罗组和延安组；盆地东南部店头-麟游地段找矿类型为层间氧化带型和与油气还原有关的类型铀矿，找矿层位为直罗组；盆地西南部地区找矿类型为国家湾式砂岩铀矿，找矿层位为下白垩统六盘山群李洼峡-马东山组或志丹群罗汉洞组；盆地西北部地区找矿类型为毛盖图式潜水-层间氧化带型，找矿层位为志丹群华池-环河组。

矿床模型综合地质信息预测技术是在典型矿床建模和成矿规律研究总结的基础上，充分利用地、物、化、遥资料和矿化信息进行综合预测评价的技术方法［33-34］。基于GIS 平台的矿产资源预测与评价系统，通过对鄂尔多斯盆地不同地区典型铀矿床研究，分别从铀源、构造、含矿层位、沉积建造、沉积相、后生蚀变等几方面，厘定关键地质预测要素及预测评价准则，结合物探、化探及遥感等探测技术方法对深部成矿环境及铀矿体的指示线索，综合构建不同地区不同类型砂岩型铀矿预测模型。基于此模型，运用修正体积法，通过数据的处理与信息提取、预测要素组合的数字化及定量化、预测单元的划分、预测变量的构置及优化、成矿有利度的计算等步骤圈定成矿远景区或靶区，对资源量进行估算，最终实现对铀成矿潜力的定量评价。鄂尔多斯盆地预测的铀资源潜力总量达到50多万吨，找矿前景巨大。

5 结论

1）鄂尔多斯盆地地处多种构造体系的复合叠加或过渡部位，其发展演化经历了9 个阶段，其中大鄂尔多斯陆内盆地（T3-J2）阶段是砂岩铀矿主要含矿层发育期，形成了盆地良好的含矿层位；鄂尔多斯陆相沉积盆地（J3-K2）—盆地抬升、盆缘断陷、盆地解体（E-Q）二阶段控制了盆地砂岩型铀矿的形成；该盆地复杂的地质构造演化使铀矿形成具复杂的成因机制。

2）盆地铀矿化空间上主要分布于6 大铀矿化集中区，受沉积构造影响，具有铀矿化层位多、矿化在各层位中的分布不均匀的特点，铀矿化主要产于中侏罗统直罗组，其次为下白垩统志丹群。

3）通过研究盆地东北部、西部、西南缘和东南缘砂岩型铀成矿特征，构建了4 个地区铀成矿模式，采用矿床模型综合地质信息预测技术，预测盆地铀资源潜力总量达到50多万吨，对进一步指导盆地铀矿找矿具有重要意义。